大型集群风电接入输电系统规划研究综述

大型集群风电接入给电力系统的规划和运行增加了更多的不确定因素。由于风电的间歇性、随机性、波动性及风电场选址等问题,传统的电网规划方法越来越不适应当前多不确定信息的电网规划工作。针对大型集群风电接入对电网规划的影响,评述了集群风电出力不确定性建模,并基于规划模型和评估方法,综述了近年来国内外计及风电不确定性的系统潮流计算方法以及含集群风电的输电系统规划领域的研究现状和研究成果。从输电系统规划、网源协调规划等方面着手,结合特高压电网、环保效益等研究热点,展望了如何在未来大型集群风电接入情况下获得最优规划决策方案的输电系统规划理论和方法。     

大规模风电接入输电网的源网联合规划

随着电网中风电比重的不断提高,电网有限的输电能力造成的输电阻塞和弃风现象严重制约了风电的消纳。为提高风电的消纳能力,同时考虑电源和电网规划运行,以系统建设运行成本与弃风水平最小化为目标建立源网联合规划双层模型:外层-源网规划模型主要关注长时间尺度的系统网架规划问题,以系统建设运行成本和弃风水平最小为多目标;内层-系统运行模型主要关注短时间尺度的系统运行问题,以系统运行成本最小为单目标。通过改进型非劣分类遗传算法(NSGA-II)和CPLEX联合求解,得到风电最优的接入选址和输电网最佳扩容方案。通过算例分析了不同规划场景下的优化方案,所提规划模型能够有效提高风电消纳水平,减少系统投资运行成本。     

考虑暂态稳定性的网储多目标双层优化

随着风电和负荷的不断发展,输电阻塞、弃风和运行安全等问题对电网规划提出了新的挑战。储能系统具有响应速度快、配置方便灵活、适用范围广等优点,在风电消纳、缓解输电阻塞、系统安全运行中发挥着重要作用。为提高电网输电能力和抗扰动能力,结合系统故障后的暂态运行特性,在规划和运行层面综合考虑电网输电能力、弃风水平和暂态稳定性,以系统建设运行指标和系统稳定指标为多目标建立双层网储联合规划模型。外层模型为考虑储能系统选址定容规划的多目标模型,内层模型为考虑机组组合问题的输电网扩容模型。为提高求解效率,将扩容线路潮流约束、储能系统充放电模型、机组发电成本曲线等进行线性化处理。采用NSGA-Ⅱ算法和GUROBI求解器求解所提模型,并利用改进Garver-6 节点系统进行算例分析,在不同场景下验证了所建模型的有效性和合理性。     

计及激励型需求侧响应的发输电鲁棒规划策略

大规模风电等可再生能源广泛接入电网将成为新型电力系统发展的重要方向之一, 通过需求侧响应机制调整用户负荷需求, 可有效提高电力系统运行的灵活性并促进风电的消纳。在此背景下, 提出了一种计及激励型需求侧响应的发输电鲁棒规划策略。首先, 引入基于价格激励的需求侧响应机制, 构建基于分段激励价格的需求侧响应模型。其次, 为了有效应对风电的不确定性对规划方案的影响, 提出了基于信息间隙决策理论的计及激励型需求侧响应的发输电鲁棒规划模型, 并将所提出的模型构造为混合整数线性规划模型。最后, 以Garver 6节点系统和改进的IEEE 118系统为例证明所提方法的可行性与有效性。     

风电特性及其对电网调峰影响的量化研究

不确定性与变化性是电力系统运行的固有属性,随着风电接入电网的容量日益增大,风电的接入增加了电力系统电源侧的随机性。通过对湖北某大型风电场调查研究,分析了其风电出力特性以及源荷交互特性,并对出力和负荷的相关性做了分析。其后量化研究了风电特性对电网调峰的影响,提出了等效调峰需求量。这一新指标以及分析方法对于华中地区风电消纳以及电网调峰具有重要意义。     

考虑风电场接入的电网连锁故障运行风险评估

随着智能电网的兴起,大规模新能源的并网增加了系统的不确定性。为了研究风电接入对电网大停电的影响,从连锁故障的角度出发,结合输电线路和保护的运行可靠性模型,根据风电出力变化和系统当前运行状况,提出了连锁故障搜索模式,并基于效用理论提出连锁故障运行风险评估方法及相关指标。以IEEE-RTS 79系统为算例,分析不同的并网方案下风险指标的差异,评估风电渗透率、风电接入方式以及风电随机性对输电网连锁故障的影响,研究结果可为风电接入条件下的电网规划运行及防御大停电提供科学的理论依据和参考价值。     

考虑风电扩建不确定性的电网规划方案概率化评价指标及方法

风电项目建设地点和启动时间受自然、人为因素影响,存在较大不确定性,对电网规划产生重要影响。针对风电扩建的不确定性提出了电网规划方案概率化评价指标与方法。分析了风电扩建不确定性,然后提出电网扩建概率、电网扩建成本期望、规划方案对风电建设适应性等指标,并提出了基于电网扩展双层随机规划模型的概率化适应性评价方法。算例验证了所提指标及方法的有效性。     

面向风电接纳能力评价的风资源/负荷典型场景集生成方法与应用

随着风电装机容量的增加,对电网的风电接纳能力提出严峻挑战,对含风电场的电力系统规划和运行提出了更高的要求。电力系统的中长期规划和运行调度涉及对大量场景和方案的分析评价,如何形成具有代表性的典型场景以兼顾计算效率和精度是亟需解决的问题。该文提出一种典型场景集生成方法,对计算周期内风电及负荷数据进行聚类分析、消减融合,形成能够反映计算周期内历史数据特征的典型场景集。以某省级电网为例,对比分析典型场景集法和传统时序仿真法、典型日法的风电接纳能力和经济性指标,研究典型场景个数与计算精度的关系。结果表明,应用该方法生成的典型场景集特征明显,有较高的精确度和计算效率,具有工程应用价值。     

碳中和目标下电网节能减排与运营效率综合评价方法

结合新一代电力系统"高比例可再生能源"的特征,围绕目前电网规划建设过程中对电网节能减排与运营效率考虑不足的问题,研究并提出了碳中和目标下电网节能减排与运营效率综合评价方法.基于高比例可再生能源电力系统时序生产模拟模型,以可再生能源消纳电量最大为目标,考虑系统调度运行中的各种约束条件,模拟电网全年运行状态.利用电网节能减...     

采用图割算法的含风电电网动态分区备用配置

高比例风电并网给电力系统调度运行带来了新的挑战。为避免实时调度阶段因线路传输容量限制而导致的备用不足问题,提出基于图割理论的备用动态分区方法,建立考虑分区备用的电能-备用联合优化调度模型。将电力系统表示为无向赋权图,通过计算计及风电和线路故障不确定性的线路实时潮流的概率分布,确定各条线路的阻塞风险大小,并以此为依据定义边权重指标。采用Gomory-Hu算法求解图的最小割问题,使得每个备用区域内传输阻塞风险最小,以便消除区域内输电阻塞,充分利用配置的分区备用资源。以江苏某地区实际电网为算例,验证文中方法能够有效提高备用可调度能力,减小弃风量和切负荷量,从而提高电网运行的经济性和可靠性。     

与典型日负荷匹配的风电出力场景构建方法

为了解决风电出力的随机性导致微电网并网规划运行时鲁棒性与计算效率难以平衡的问题,提出一种与典型日负荷场景匹配的风电出力场景构造方法。首先在微电网规划中重点考虑日负荷趋势和峰谷时段位置,利用隶属度函数提取日负荷曲线趋势和峰谷时段信息,并结合改进有序聚类提出典型日负荷选取方法;在典型日负荷的有效时间内,利用风电出力最大增加量和最大减少量,结合插值法提出风电场景构造方法。然后建立评价指标体系来评价典型日负荷选取与对应风电场景构造效果。最后利用电网数据验证所提模型的有效性。     

基于改进KNN算法的风电功率实时预测研究

大规模风电并入电网将对电网的规划建设、分析控制以及电能质量等方面产生显著的影响,高精度的超短期风电功率预测可以对含大规模风电电力系统的安全调度和稳定运行提供可靠的依据。文章对风电功率的超短期预测方法进行了研究,以混沌理论为基础,对相空间重构参数进行了计算,提出了基于改进KNN(KNearest Neighbor)算法的风电功率实时预测方法,并且应用多个评价指标来对预测结果进行评价,以吉林西部某风电场实测数据为例,验证了模型的有效性。     

利用用户侧资源提升电网规划运行效率的方法

随着清洁能源发展、电网结构演变与用电负荷增长,仅依靠电源侧扩展规划与优化调度将影响电网规划运行效率,亟须挖掘用户侧资源可利用潜力,提升电网规划运行效率。针对用户侧资源利用潜力进行分类评估,提出考虑用户侧资源的电力系统灵活性协调优化规划方法。该方法以全社会综合经济成本最小为目标,决定各类型用户侧资源改造规模、灵活性电源及其配套电网建设容量,能够提升电网规划运行效率。结合某省级电网进行实证分析,结果证明该方法具有可行性和实用价值。     

与典型日负荷匹配的风电出力场景构建方法

为了解决风电出力的随机性导致微电网并网规划运行时鲁棒性与计算效率难以平衡的问题,提出一种与典型日负荷场景匹配的风电出力场景构造方法。首先在微电网规划中重点考虑日负荷趋势和峰谷时段位置,利用隶属度函数提取日负荷曲线趋势和峰谷时段信息,并结合改进有序聚类提出典型日负荷选取方法;在典型日负荷的有效时间内,利用风电出力最大增加量和最大减少量,结合插值法提出风电场景构造方法。然后建立评价指标体系来评价典型日负荷选取与对应风电场景构造效果。最后利用电网数据验证所提模型的有效性。     

Effects of Large-Scale Wind Energy Base on Power Grid Company

The first stage project of Jiuquan wind energy base with 5.5-GW installed capacity is about to be completed.However,there exist several technical issues such as power transfer capability,electricity ac...     

微网运行模式及控制策略研究

微网技术解决了分布式发电大规模并网的问题,提高了可再生能源的效能,是分布式发电的高级利用形式。介绍了微网和并网开关的基本结构,分析了微网的运行模式,包括并网运行时微网的并网标准、微网与大电网的相互作用、孤岛运行时孤岛检测与孤岛划分。针对微网在不同运行模式下,其内部分布式电源运行特性不同的特点,对微网的控制策略展开深入的研究。     

输电网运行评估系统在福建电网的实现

为了将指标体系更好地应用于电网运行实践,基于先前提出的输电网运行评估指标体系,以福建电网这一实际电网为依托,从指标选取、硬件架构、软件架构3个方面,详细介绍福建电网在线运行分析与辅助决策系统的实现方法。首先结合福建电网的实际需求,从结果评估和原因评估2个方面,选取该系统中需要采用的指标;然后介绍系统服务器的构成及各自的职能分配、软件体系的构成以及各部分采用的关键技术;最后,选取系统实际运行中的2个典型越限场景,展示系统在电网出现事件时消除事件的过程,说明系统在评估电网运行状态、提供辅助决策这些方面,都是有效的、合理的,有助于指导电力系统的运行实践。     

风电-抽水蓄能系统优化运行建模与河北南网案例分析

以风电入网时与储能电站联合运行方式为背景,以得到协调运行控制策略为目的,拟定了风电-抽水蓄能联合系统的3种运行方案:风电全部通过抽水蓄能发电来实现并网;电网允许一个较小的基准容量的风电直接并网,其余风电通过抽水蓄能来实现并网;电网允许一个较大的基准容量的风电直接并网,其余风电通过抽水蓄能来实现并网。分析了风电机组不同典型日的运行曲线,结果表明:不同运行方式对抽水蓄能电站的协调运行控制策略影响不同,抽水蓄能电站作用取决于电站规模,并给出了联合运行系统的协调控制基本原则。     

吉安地调自动化系统的安全运行和容灾备份建设探讨

随着电网规模的扩大和无人值班站的推广,对电网调度自动化系统的运行可靠性和数据安全性提出了更高的要求,从电网调度自动化系统的主站系统、厂站系统的各项安全管理和技术改造等方面,对吉安电网调度自动化系统的安全运行进行了详尽的探讨,并介绍了吉安电网调度自动化系统的容灾备份建设工作进展,在220kV吉安变监控中心开展地区电网调度自动化SCADA部分容灾备份建设,阐述了具体的实施方案和相关技术以及现场投入试运行的实际情况,指出了今后吉安地调自动化系统容灾备份建设的下一步工作。     

风电功率外送输电容量规划的经济性研究

随着风电规模的不断增加,受既有电网传输容量的限制,将导致大面积弃风,解决这一问题的有效途径是建设风电功率外送通道。因此,对于风电功率外送输电容量的规划是一项重要的研究课题。通过构建输电工程的经济效益评估模型,提出了基于风电功率分布特性与输电工程经济性的风电功率外送输电容量的规划方法。最后,以某区域实际电网系统为例,对所提出的方法进行验证,在减少输电工程投资成本的同时可以有效地增加输电工程的经济收益。